城市园林系统解决方案.docx

城市园林系统解决方案城市园林系统解决方案前言随着社会发展，以信息技术为主要标志的科技进步日新月异，初见端倪的知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化，“数字地球”这一概念将被传播到世界的每一个角落。数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。面对新时代提出的挑战，为提高现代行政管理水平，结合园林系统工作实际，建立“数字园林系统”，实现对各类绿地、树木空间信息和属性信息的管理和查询与统计，并且在局域网络条件下，实现信息的分级权限管理和共享浏览，实现所需单位通过局域网和其它人工方式使用本系统内信息，为园林行业管理提供了一个有力的先进工具，使其在绿线规划及管理，园林绿地现状和历史数据的查询、统计、分析，绿地的审批与执法，古树名木的管理，绿地改造与设计，义务植树与绿地认养，植物物种和生物多样性的分析，植保等应用方面发挥作用。关键词数字园林 空间数据 数据库 地理信息系统1. 数字园林系统概述1.1. 行业现状分析近几年为了促进城市绿化事业的发展，改善生态环境，美化生活环境，增进人民身心健康，各级市人民政府应当把城市绿化建设纳入国民经济和社会发展计划。“进一步加强环境保护和绿化建设，改善城市生态环境，坚持污染防治和生态建设并重，走可持续发展之路”已成为许多城市建设的目标。城市建设加大了对城市绿地的开发和保护。随着城市建设和绿化建设的进行，城市环境和绿地资源分布情况不停的发生着变化。如何实时了解城市现有的绿地资源总量和分布情况，如何加强对存在的绿地的保护，如何制定适合城市市情的绿地规划，如何进行绿化工作的科学化管理，是对园林管理部门提出的新课题。1.2. 方案建设目标针对园林管理部门的系统需求，武汉武大吉奥信息工程技术有限公司基于自主创新技术，设计开发园林绿化领域的“数字园林”系统，提供从空间数据获取处理、到建库集成与管理、到分析应用一套完整的系统解决方案。该系统运用先进的卫星影像和航空影像，引入GPS卫星定位设备，采用大型空间数据库系统Oracle9i和国产GIS基础平台吉奥之星GeoStar4.0技术，以Client/Server系统架构，实现利用计算机，对城市园林信息进行分类浏览、查询、统计、信息管理和行政审批等功能，为政府的宏观决策和具体园林业务实施提供先进的辅助办公手段。1.3. 方案建设原则数字园林化系统具有综合性、整体性、长期性的特点，系统建设必须遵循先进行系统的总体设计和论证，以达到最优化设计结构和完善的系统运行机制。科学性是建设现代信息系统的必然要求。该原则要求系统在设计和建设中做到系统结构的科学性，即在软硬件选型和配置上科学合理，具有先进性，且经济实用。系统设计要满足用户对空间数据和统计数据的应用要求。1.3.1. 标准化、规范化原则系统的建设应遵循和执行国家统一标准和规范，并在系统建设时形成本市统一的图形信息分类编码和属性信息指标体系，以及系统开发的技术规程与标准，同时为部门的业务工作建立规范的模式。1.3.2. 先进性和开放性原则系统的建设应采用先进的生产技术、建设方案、建库技术、网络技术，尽量采用可扩充性强、运行效率较高、容易开发和维护的GIS平台以及硬件设备。信息技术发展迅速，软硬件产品更新换代快，所以要求系统具有较强的可扩充性。在数字园林系统的设计中，首先要考虑园林局业务的要求，在系统设计中既要考虑系统的整体性，又要考虑系统的开放与可扩充性。1.3.3. 易用性原则系统的开发要充分体现面向用户的思想，并满足不同层次用户的需要，界面直观、方便友好，并为绿地规划建设和管理提供全方位、动态、实时的技术支持，提供完备的联机帮助。1.4. 系统的特点整合城市园林绿化的空间信息数据库、城市基础建设综合应用数据库，全面掌握城市地区建设、绿化建设方面的现状和规划情况。为实时监控城市园林绿化情况打下基础，为制定城市发展战略提供必要的园林绿化信息。园林部门领导和工作人员能够通过系统数据库对全市园林绿地数据有一个详细的、实时的、透彻的了解，为行使园林管理部门的行政管理职能提供科学依据。系统结合了园林业务管理流程，设计办公、审批业务处理功能，使园林绿化设计审核工作更加高效；方便实用的绿化数据统计功能，节省了大量的统计、核查、计算等繁琐工作；探索了一条将信息系统与日常业务工作整合的工作方法，促进了电子政务工作。2. 数字园林系统解决方案2.1. 系统方案数字园林的整体方案流程如图所示：图2-1数字园林系统方案示意图2.2. 园林绿化数据标准数字园林系统是一个相当复杂的系统，为了统一系统内部的规范，同时尽可能与其他系统的衔接顺畅，在系统建设之前应当标准先行。只有制定了相应的标准，才能够使系统的建设顺利进行。系统的标准化设计应按照已有的相关国家标准、行业标准和地方标准，针对园林绿化数据的实际情况、系统目标和用户需求，制定出规范化和标准化文件。就现阶段而言，系统规范化和标准化建设的内容应包括以下内容：数字园林数据标准化体系，包括:A. 地理定位控制（平面控制系统和高程控制系统）标准；B. 图形数据的分类与编码体系；C. 属性数据指标体系；D. 数据分层方案；E. 数据文件命名规则；F. 空间定位统计单元；G. 数据采集和建库技术流程和质量控制；H. 元数据标准；I. 建立符合国家标准要求的图式符号系统；J. 建立统一、规范的系统数据库数据字典。系统采用的标准规范见下表：序号编号名称1CJJ 8-99城市测量规范2GB/T 7929-19951:500、1:1000、1:2000地形图图式3GB 7931-871:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量外业规范4GB 7930-871:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范5GB 15967-19951:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范6CH 1002-95测绘产品检查验收规定7CH 1003-95测绘产品质量评定标准8GB 14804-931:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码9CJJ/T85-2002城市绿地分类标准10CJJ 46-91城市用地分类代码2.3. 数据采集由于数字园林工程项目涉及测绘内外业生产，并且需要软件研发工作实时跟进，工序比较复杂，必须进行分项设计，因此将本项目流程规定为六个阶段：资料准备阶段、内业采集阶段、内业编辑阶段、外业调查阶段、监理检查阶段、数据处理入库阶段和提交、试运行阶段。依据以上说明项目的总体流程见下图所示：图2-2数据采集总体流程示意图l 资料准备：指为完成整个数字园林工程数据生产所要准备的一些资料，如卫星影像、地形图、监理软件等等工作均属于资料准备工作；l 内外业调查试验：为了在正式作业前有一个清晰、明确的作业技术指导书，需要在内业采集开始之前进行内外业调查试验环节；l 内业采集：指根据甲方提出的要求在航片立体模型上采集需要的要素和信息；l 内业编辑：指按内业设计书的要求检查和编辑通过内业采集获取的信息；l 外业调查：根据内业采集的信息有目的和针对性地进行外业绿地图形信息的确认和属性信息的调查，并再次通过内业编辑将外业确认的信息修改到内业采集的图上；l 数据质检：以上环节过程中数据质检自始至终跟进，内业提供数据到外业，前一环节移交数据到后一环节都要进行数据质检，并且保留完整的数据质检报告和记录；l 监理检查：对经过二外调查后编辑提交的数据进行监理检查，如果满足要求则可以进行下一步的工作，如果不能满足要求则根据监理的检查报告确定修改和修测方案；l 数据整理和入库：指将通过监理检查的成果进行数据格式转换处理、数据拓扑建立和严密数据检查，并将整理完成的数据分区入库，完成数字园林专题数据库建设；l 数据库试运行：协调软件研发人员，安装调试数据库到数据库服务器上，进行数据库字典、符号和访问权限配置等工作，交与培训人员进行后续培训工作。2.4. 系统建库使用数字园林建库子系统完成绿化信息数据库的构建工作。将通过监理检查的成果数据，进行格式转换处理，导入绿化信息数据库，使其能够满足用户提出的使用需要。2.5. 系统应用平台系统应用平台主要包括数字园林建库、数字园林管理两个子系统，实现对园林空间数据库的统一管理，实现数据处理、入库、更新、查询、浏览、元数据管理、应用分发等服务，包含基础数据处理、查询统计、数据显示、数据提取、数据集成、权限管理、数据库管理、空间分析等功能。系统应用架构如图所示：图2-3数字园林系统应用平台示意图2.6. 数据更新根据园林管理部门日常工作情况，结合绿化设计、建设、实施流程，设计绿地数据的更新方式。绿化数据更新步骤如下：1. 系统从绿化数据库中实时提取绿地数据；2. 对绿地数据进行编辑修改；3. 上报管理部门审核；4. 将审核通过的绿地数据入库、更新；采用上述实时数据更新的方式，使绿化信息数据库中的数据与现场绿地情况保持一致，数据现势性高。3. 数字园林管理平台3.1. 数字园林建库子系统介绍数字园林建库子系统主要功能有：基础地形空间数据入库、绿化专题空间数据入库、影像数据入库、绿化信息数据入库等。3.2. 数字园林管理子系统介绍数字园林管理子系统是应用计算机技术，实现对各类绿地、树木空间信息和属性信息数据进行录入、编辑、存储、查询、显示和综合分析应用的管理信息系统。3.2.1. 园林绿化数据浏览系统将空间数据库中的绿化专题数据图层打开，在工作区中显示，并提供放大、缩小、漫游等多种浏览手段。实现对空间矢量数据图层的显示，设置其表现（符号、颜色等）形式等。如图：系统可加载影像数据，实现矢量数据与遥感影像数据无缝拼接、叠加显示，进行数据同步放大、缩小、漫游，使绿化专题数据更加直观，易于辨别和分析处理。3.2.2. 绿化多媒体信息管理本系统在电子地图上绘制绿地分布图，同时将公园、游园、广场、古树名木的相关照片、录像、文字介绍等多媒体资料输入系统，保存相关的声像资料及相关传说、人文资料，并记录古树名木在不同季节的生长状态以及周围环境资料等等。实现对绿化数据的动态综合管理。如图：3.2.3. 绿化数据查询功能提供绿化数据的属性查询、空间查询以及组合查询，提供结果输出功能。系统提供各种灵活方便的查询方式。查询各类树木、绿地数据的属性信息及空间位置，可根据树木、绿地属性信息定位其空间位置，也可根据树木、绿地的矢量图形查询其对应属性信息。查询功能分为两类：一类是空间查询；另一类是属性查询。空间查询是在空间数据上框选范围，查询范围内相关图形数据的属性信息；属性查询是根据设定的属性条件查找满足条件的图形数据。3.2.4. 绿化数据缓冲区分析绿化数据缓冲区分析：利用某一树木或绿地作为基准，设定空间分析半径，查询出指定缓冲区域内的树木、绿地、建筑、道路等地物对象，分析绿化受益范围；同时，也可分析这些地物对象对绿化植物生长的影响作用。3.2.5. 数据输出数据输出：按照指定空间范围提取古树名木、绿地、建筑、道路、影像等数据，以Geostar数据文件格式或图片文件格式存储，为园林局或直属单位的绿化工作提供数据支持，为古树名木养护人员的工作提供科学依据。3.2.6. 专题制图打印系统提供专题制图打印功能，对树木、各类绿地和古树名木数据进行属性信息查询，或进行多条件组合查询，将查询结果提供专题符号配置显示功能，并可将配置的显示结果打印出图。3.2.7. 数据处理l 数据更新：数据库的更新需要从以下三方面进行考虑：第一、数据库更新的作业流程：制定树木数据、绿地数据的更新作业流程，从制度上保证作业的规范化，这是数据库能否实时更新、能否准确更新的基本保障。第二、数据标准：对于更新的数据，除了遵从数字园林数据格式外、还需要制定数据更新单元。第三、数据更新工具：通过数据变更等方式提交上来的更新数据，同样要经过数据监理、转换才能入库。在转换与入库过程中，系统要有强大而自动数据替换能力，以处理更新数据与现有数据的替换、配准等问题，同时需要提供历史数据的备份功能。l 数据维护：系统应具有矢量绘图、编辑工具，能够绘制绿化数据常用的各种图形，计算面积，量测距离和查询坐标位置等；有属性增加、删除、修改等维护工具；有数据入库预处理工具等。4. 系统运行环境4.1. 系统配置服务器采用Windows2000 Server操作系统，客户端为WindowsXP Professional或Windows2000 Professional。服务器采用双CPU的英特尔至强MP处理器，主频2.0GHz，内存2G以上，硬盘视数据量大小而定；客户端采用P 4 2.8GHz处理器，内存512M以上，硬盘80G。4.2. 系统开发平台本系统采用武汉武大吉奥信息工程技术有限公司的GeoStar4.0作为开发平台。吉奥之星GeoStar4.0版是一个组件化的系统，所有软件功能都是先有组件再装配成系统。从功能上，组件分成多个级别，第一级是数据操纵组件，主要负责空间数据的读、写、增、删、修改以及一些与数据库相关的操作，如数据库登录、打开、关闭、权限管理，并发控制，索引维护，投影变换等。第二级是空间数据应用函数，包括空间查询、分析、编辑、制图等，最上一级是与图形界面相关的组件，这一级采用ActiveX控件开发。两层结构严格遵守COM标准。第一级COM组件以OpenGIS为参考标准，在数据模型上与OpenGIS一致，对象名称和函数形式一致，不够的部分进行扩充，第二级COM自选设计，但遵循简单实用的原则。GeoStar4.0是基于对象关系数据